当前位置:文档之家› 能源互联网的发展现状

能源互联网的发展现状

能源互联网的发展现状能源互联网是什么?杰里米·里夫金(Jeremy Rifkin)在所著的《第三次工业革命》中第一次对其进行阐述,电网将变成分布式和可分享,电网会变成像互联网一样。

这里所说的能源互联网,实际上是一种隐喻,其实际意义是指“从分布集中的传统化石燃料以及铀能源向分散式的新型可再生能源转移”。

杰里米·里夫金对能源互联网(Energy Internet)描述的局限性:1. 杰里米·里夫金对能源互联网(Energy Internet)主要是对用户层的能源共享的愿景。

而对能源系统缺乏总体的把握,对能源系统的层次结构也没有清楚的描述。

2. 杰里米·里夫金对能源互联网(Energy Internet)的命名不够全面。

要准确描述能量这个与时间有关的物理量,应由功率(POWER)和能量(ENERGY)来共同表述。

前者更关注能量随时间的变化,而后者表示给定时间段的能量消耗或生产。

3. 杰里米·里夫金在其著作《第三次工业革命》中未阐述智能电网与能源互联网之间的关系。

一、美国——FREEDOM系统,提升能源效率针对可再生能源的日益普及,FREEDOM系统的理念是在电力电子、高速数字通信和分布控制技术的支撑下,建立具有智慧功能的革命性电网构架吸纳大量分布式能源,通过综合控制能源的生产、传输和消费各环节,实现能源的高效利用和对可再生能源的兼容。

由于需要更加稳定、高效、安全的电网,以及实现以风能和太阳能为代表的新能源大规模替代化石能源,电网将不可避免地走向智能化和分散化。

而这一趋势,正在从隐喻意义上的“互联网式的电网”,转向真正的能源互联网,即用互联网、云计算、大数据技术,来管理现代文明中最基础的产品——电力。

如果说电力是现代产业和消费的中枢神经,那么互联网技术将是电网的中枢神经。

从当年IBM最早提供智能电网的解决方案,到目前趋势是硅谷的高科技公司在引领能源互联网的风潮。

其创新领域大致包括以下几个方向:提升能源效率:美国的能源互联网公司——奥能公司OPower (下称奥能),于2014年4月在纽交所上市。

奥能目前在全球已与100家公用事业企业建立服务协议,为超过6000万户的家庭提供能效管理。

奥能创建于2007年,准确的说它是一家软件公司,借助先进的数字化通讯手段,与客户建立联络平台,通过分析公用事业公司的能源数据,以及其他各类第三方数据,进而为用户提供节能方案。

2015年4月14日,奥能跟随美国“智能城市—智慧增长”总统商业发展代表团访问中国。

用户通过奥能提供的平台,可以清楚知道这个冰箱、电视、热水器、手机等在这个月的用电量,甚至可以到自己邻居的能源使用情况,从而进行对比,合理规划能源使用情况。

奥能的数据平台能够帮助电力公司降低用电高峰时期的用电量,不仅为用户,也为电力公司节省了能源。

目前,奥能在全球已与100家公用事业企业建立服务协议,为超过6000万户的家庭提供能效管理。

根据奥能董事长拉斯基的测算,截至目前,奥能帮助用户节省了约60亿千瓦时的电力,2014年,其帮助节省电力约27亿千瓦时。

其表示,美国最大水力发电站之一的胡佛水电站,平均每年的发电量为39亿千瓦时,预计今年奥能帮助用户节省的电量将超过胡佛水电站的发电量。

奥能85%的利润额都来自美国,但其业务已经扩展到日本、新西兰、英国、法国等诸多国家。

目前,奥能只在香港开展了一个项目,已经与国家电网公司、南方电网公司以及其他一些电力公司建立了商业联系。

大数据+服务:甲骨文创始人之一Thomas M. Siebel创办的C3 Energy,通过集成大数据形成分析引擎,提供电网实时监测和即时数据分析,同时也能对终端用户进行需求响应管理。

另外,拥有大数据可以产生更多的商业模式,如用于节能建筑设计等。

AutoGrid收集和利用智能电表提供的大数据,提供秒前、分钟前甚至数周前的用电预测,节电的同时,也管理着把电送到哪里,哪里的电可以并网。

大数据+搜索:Geostellar要做太阳能领域的谷歌;SolarGIS则综合了天气预报、卫星遥感、地面观测数据,建立了太阳能辐射预报与光伏发电功率预报之间的算法。

智能家居操作系统:Ayla创始人之一、亚马逊Kindle团队的Adrian Caseres 将物联网技术与云平台技术合二为一,寻找搭载的芯片,然后把芯片出售给家电制造商,收集数据,建立基于网站和APP的应用,试图连结所有家电。

美国能源部展望2030年的电网将是电流与信息流的结合。

奥巴马政策设定2035年美国80%的发电来自于清洁能源的目标,其中清洁能源并网正是智能电网发展关键所在。

二、日本——发展数字电网日本数字电网完全建立在信息互联网上,用互联网技术为其提供信息支撑,通过逐步重组国家电力系统,逐渐把同步电网细分成异步自主,但相互联系的不同大小的子电网。

给发电机、电源转换器、风力发电场、存储系统、屋顶太阳能电池以及其他电网基础结构等分配相应的IP 地址。

电力路由器与现有电网及能源局域网相连,可以根据相当于互联网地址的“IP地址”识别电源及基地,旨在通过电力路由器完成能源分配。

三、德国——E-Energy能源系统E-Energy是基于ICT的未来能源系统,它提出在整个能源供应体系中实现完全数字化互联以及计算机控制和监测的目标。

E-Energy充分利用信息和通信技术开发新的解决方案,以满足未来以分布式能源供应为主的电力系统需求,它将实现电网基础设施与用电器之间的相互通信和协调。

换句话说,其目标不仅是通过供电系统的数字联网保证稳定高效供电,还要通过现代信息和通信技术优化整个能源供应和使用系统。

E-Energy案例:E-Dema ProjectE-Dema项目是一个智能互联的分布式能源社区。

家庭不仅是单纯消费者,自家分布式电站也生产电力。

项目核心是能源路由器,路由器可以实现用电智能监控和需求响应,也可将分布式电站生产的电力售给电网,能源路由器可以是逆变器,也可以是家庭储能单元,还可以是家庭智能电表。

E-Energy案例:Smart Watts ProjectSmart Watts项目通过建立智能电力交易平台来实现所覆盖区域的分布式能源交易,消费者通过智能电表来获知实时变化的电价,根据电价高低来调整家庭用电方案和电动车充电方案。

四、英国——风能领衔新能源战略当前,英国煤炭发电占比正持续下滑,可再生能源发电占比提高。

可再生能源发电正悄然改变英国能源结构。

至2014年,英国可再生能源已经占总发电量的19.2%。

英国电力的最大来源是天然气占比为30.2%,煤炭发电占总发电量的比例为29%,其次为可再生能源发电。

在可再生能源发电中,生物能占到可再生能源总发电量(64.4TWh)的36%;陆上风电、海上风电及水电的占比则分别为28%、21%及9%。

风能被分为陆上风能和海上风能两类:(1)陆上风能通过电力市场改革为投资者提供长期的安全性保证,投资支持技术研发以减少风力发电机对航空雷达等方面的干扰,升级陆上风能发电传输系统以确保所发电力能及时高效地并入电网。

(2)海上风能成立专门小组进行规划,使海上风电成本到2020年降低至每千瓦时0.1英镑。

支持海上风电产业供应链的发展,鼓励港口城市建立相关制造厂,协调海上风电发展与海上油田开发之间的矛盾,保证海上风电站所发电能及时并入电网。

英国政府正不断的支持可再生能源产业,“逐步淘汰”化石燃料。

按照英国政府的规划,到2030年,英国将主要以海上风电等可再生能源、核电以及装备了碳捕捉和封存(CCS)设施的燃煤和燃气电厂为基础的低碳的电力系统将是主要能源形势。

五、丹麦——发展可再生能源和加强国际电网互联1. 发展可再生能源丹麦政府计划在2050年全面摆脱石化燃料,实现零碳社会。

丹麦未来能源系统将涵盖海上风力发电、潮汐发电、陆上电动、混合燃料汽车、太阳能、地热能发电及储能。

除大力推广能源系统计划外,丹麦还正通过技术创新以及推广建筑节能规范等方式不断提供能效。

风能作为丹麦极为重要的的能源来源,其国内有强大的研发及生产支持。

在丹麦,有超过250个从事风力发电的企业。

生物质同样是丹麦能源供给的重要组成部分。

通过三十年的发展,生物质能已成为丹麦可再生能源的重要主城部分,为整个国家提供10%的电能和25%的热能。

目前丹麦国内拥有280余家生物质工厂。

丹麦太阳能在近年来也有一定的发展,2012年开始集热器安装量增长迅猛。

为进一步增强丹麦新能源在国际上的竞争力,并实现国内能源结构的进一步优化,丹麦制定了雄心勃勃的发展计划。

截止2020年一半的电能将需要来自于风能;生物能源将在能源结构中占36%同1990年相比,温室气体排放量消减40%。

截止2030年丹麦发电厂将逐步淘汰使用煤炭发电居民家庭供暖将不再使用石油燃料截止2035年发电和供暖所需能源将全部来自生物能。

截止2050年丹麦的能源系统将只包括可再生能源,化石燃料将完全淘汰。

2. 发展国际互联电网丹麦地处北欧四国中最南面,其电力系统北方与挪威、瑞典相连,南与德国相连。

特殊的地理位置使丹麦成为了连接北欧和欧洲腹地的电力枢纽。

早在10多年前,挪威、瑞典、芬兰和丹麦等国的电力系统就已跨国互联。

丹麦作为“新能源大国”和“负荷小国”能够利用他国资源为本国风电提供储备电源,从电力可靠性角度看,丹麦与周边国家强大的互联使其电力传输可靠性指标在全球遥遥领先。

比如与丹麦北部相连的挪威水电丰富,而水电灵活调节能力强,被认为是风电的最佳搭档。

德国的火电在电力市场中相较风电价格昂贵,但是在挪威出现旱季时,可以成为丹麦风电的另一个储备电源。

丹麦周围的北海刮起大风时,可以把电力传输到欧洲大陆最南端的西班牙。

而当丹麦没风或者挪威没有水时,太阳能可从西班牙的阳光海岸输送过来,令各种资源得以充分利用,协作共赢。

2012年到2013年间,丹麦电力生产中近40%的风电用于出口。

目前,丹麦更多新的电网国际互联也在计划中。

比如2019年与荷兰、2020年与英国将跨海相连,此外还要加大现有邻国包络线的传输容量。

欧洲风电一体化研究项目EWIS,是第一次由来自欧洲4个地区的13个国家共同携手打造的欧洲电力供应规划。

其中一个挑战就是找到一种市场和技术之间良好的互动模式,以市场为主导,以电力系统互联为基础的发展可再生能源的模式,共同解决可再生能源并网的挑战。

六、欧洲——建立能源共同体今年2月25日,欧共体正式宣布欧洲能源共同体(Energy Union)成立。

欧洲能源共同体具体职责与任务包括:其一、能源共同体的业务涵盖能源、天然气、交通、水利、农业等与能源有关的行业。

其二、能源共同体负责协调欧共体的能源与气候变化政策。

其三、能源共同体的任务保障为个人与商业提供安全、负担得起的、环境友好的低碳能源供应。

相关主题